Vodja projekta: dr. Brigita Hočevar

Projekt SPAT-eCat predstavlja preboj v razvoju trajnostnih kemijskih procesov s poudarkom na proizvodnji bioosnovane adipinske kisline preko elektrificirane katalize. Adipinska kislina, ključna komponenta polimerne industrije, se trenutno pridobiva predvsem iz fosilnih virov z metodami, ki povzročajo nastanek škodljivih stranskih produktov, kot so dušikovi oksidi (NOx). Kljub več poskusom komercializacije proizvodnje bioosnovane adipinske kisline so bili vsi zaradi ekonomskih izzivov opuščeni. Projekt SPAT-eCat to vrzel zapolnjuje z inovativnim pristopom sinteze adipinske kisline, ki temelji na elektromagnetnem segrevanju magnetnih katalizatorjev za doseganje visoko učinkovitih in selektivnih reakcij ob hkratnem zmanjšanju vplivov na okolje in stroškov procesa.

Inovativna uporaba elektromagnetnega segrevanja omogoča lokalizirano segrevanje katalitske površine, kar zmanjšuje toplotne izgube v okolico. Ta pristop izboljša stabilnost katalizatorja z zmanjšanjem izluževanja aktivnih kovin, kot je renij, v tekočo reakcijsko zmes, kar bistveno podaljša življenjsko dobo katalizatorja. Proces bo najprej optimiziran v šaržnih reaktorjih za doseganje največje katalitske učinkovitosti, nato pa bo prenesen na pretočne sisteme, kar bo omogočilo intenzifikacijo procesa in proizvodnjo zadostnih količin bioosnovane adipinske kisline ali njenih estrov. Razvite bodo napredne metode separacije in čiščenja za doseganje čistosti produkta nad 95 %, kar ustreza zahtevam industrijske uporabe.

Poleg optimizacije proizvodnje adipinske kisline projekt razširja svoj obseg z vključitvijo oksidacije sladkorjev v aldarne kisline, kar omogoča uporabo obnovljivih virov, kot je lignocelulozna biomasa. Ta korak je v skladu z načeli krožnega gospodarstva in spodbuja trajnostno valorizacijo odpadnih tokov. Oksidacija sladkorjev bo vključevala razvoj novih katalizatorjev, kot so dopirani zeoliti ali silikati, prilagojenih za učinkovito pretvorbo, ki ji sledi temeljita karakterizacija in katalitsko testiranje.

Ključni del projekta predstavlja socio-tehno-ekonomska analiza, ki bo ocenila izvedljivost in konkurenčnost predlaganega bioosnovanega procesa v primerjavi z obstoječimi metodami na osnovi fosilnih virov. S pomočjo simulacij procesov v programskem okolju Aspen Plus bodo izračunane masne in energijske bilance ter predlagane zasnove opreme, kar bo zagotovilo ekonomsko upravičenost procesa, primernega za industrijsko proizvodnjo.

Projekt SPAT-eCat dokazuje potencial elektrificiranih katalitskih sistemov za revolucionarno spremembo proizvodnje adipinske kisline in drugih bioosnovanih kemikalij, pri čemer ponuja okolju prijazno, industrijsko izvedljivo alternativo tradicionalnim metodam. Z zapolnjevanjem vrzeli med laboratorijskimi inovacijami in industrijsko uporabo projekt postavlja temelje za vzpostavitev fleksibilnih biorafinerij, ki bi lahko proizvajale širok spekter bioosnovanih kemikalij. Uspešna izvedba projekta bi lahko služila kot model za prehod kemične industrije k obnovljivim in trajnostnim praksam.

Projekt financira ARIS v okviru cenovne kategorije C za obdobje 3 let v obsegu 2825 letnimi urami. Pričetek financiranja je 1.3.2026

Kemijski inštitut in Institut “Jožef Stefan”